1加拿大埃德蒙顿大学生物科学系,2欧洲生物信息学研究所(EMBL-EBI)2欧洲分子生物学实验室;英国欣克斯顿,惠康桑格研究所3;英国欣克斯顿(Hinxton),亚利桑那州立大学(Arizona State University)4生物设计中心和生命科学学院;美国亚利桑那州的坦佩,美国美国5次不列颠哥伦比亚大学,不列颠哥伦比亚大学,加拿大温哥华大学,乌普萨拉大学的生态与遗传学系6; Uppsala, Sweden, 7 Instituto de Investigaciones en Biodiversidad y Medioambiente, CONICET—Universidad Nacional de Comahue, Bariloche, Argentina, 8 Institute of Biology, University of Graz, Graz, Austria, 9 Faculty of Biosciences and Aquaculture, Nord University, Steinkjer, Norway, 10 Department of Natural History, University Museum of Bergen, University卑尔根,卑尔根,挪威1加拿大埃德蒙顿大学生物科学系,2欧洲生物信息学研究所(EMBL-EBI)2欧洲分子生物学实验室;英国欣克斯顿,惠康桑格研究所3;英国欣克斯顿(Hinxton),亚利桑那州立大学(Arizona State University)4生物设计中心和生命科学学院;美国亚利桑那州的坦佩,美国美国5次不列颠哥伦比亚大学,不列颠哥伦比亚大学,加拿大温哥华大学,乌普萨拉大学的生态与遗传学系6; Uppsala, Sweden, 7 Instituto de Investigaciones en Biodiversidad y Medioambiente, CONICET—Universidad Nacional de Comahue, Bariloche, Argentina, 8 Institute of Biology, University of Graz, Graz, Austria, 9 Faculty of Biosciences and Aquaculture, Nord University, Steinkjer, Norway, 10 Department of Natural History, University Museum of Bergen, University卑尔根,卑尔根,挪威
肠道微生物群落在宿主健康,调节生理途径和预防病原体增殖中起着至关重要的作用。这些社区的成员也经常争夺空间和营养,有些人获得了专门的武器,将毒素输送到邻近的细胞中,例如VI型分泌系统(T6SSS)。大多数对T6SS的研究都集中在细菌毒力上,但本研究调查了它们在蜜蜂肠中有益共生体中的作用。使用T6SS的遗传操纵和蜜蜂接种实验,我们证明了S. alvi使用这些系统来超过相关的细菌菌株,并与宿主免疫途径相互作用。这些发现扩展了我们对T6SS与有益共生体如何塑造微生物组和影响宿主生理学的理解。
摘要 由于缺乏易于使用的基因组工程方法,对包括蜜蜂微生物组在内的许多宿主-微生物系统相互作用的机制理解受到限制。为此,我们展示了一种一步到位的基因组工程方法,用于在蜜蜂肠道细菌共生体的染色体中进行基因删除和插入。线性或非复制性质粒 DNA 含有抗生素抗性盒,其两侧是与共生体基因组同源的区域,电穿孔可靠地导致染色体整合。这种轻量级方法不需要表达任何外源重组机制。使用现代 DNA 合成和组装方法可以轻松产生使该过程高效所需的具有长同源区域的高浓度大 DNA。我们使用这种方法敲除基因,包括参与生物膜形成的基因,并将荧光蛋白基因插入 betaproteo 细菌蜜蜂肠道共生体 Snodgrassella alvi 的染色体中。我们还能够对 S. alvi 的多个菌株和另一种物种 Snodgrassella communis 进行基因组改造,Snodgrassella communis 存在于大黄蜂肠道微生物群中。最后,我们使用相同的方法改造另一种蜜蜂共生体 Bartonella apis 的染色体,Bartonella apis 是一种 α-变形杆菌。正如预期的那样,使用这种方法对 S. alvi 进行基因敲除依赖于 recA,这表明这种简单的程序可以应用于其他缺乏便捷基因组改造方法的微生物。
记录的版本:该预印本的一个版本于2024年9月2日在环境微生物组发布。请参阅https://doi.org/10.1186/s40793-024-00610-4。
背景:ixodes ricinus tick是众多病原体的媒介,这些病原体呈现出严重的健康威胁。此外,它们具有垂直传播的共生体,其中一些与疾病有关。隔离和培养这些共生体的困难阻碍了我们对它们的生物学作用,引起疾病的潜力和传播方式的理解。为了扩展我们对与人类疾病有关的tick共生二氯乙醇中心核的理解,并在人类中与疾病有关,我们使用了16个成年女性tick虫进行了深入的测序。其中,八个是从沿海沙丘环境中收集的,另外八个是从荷兰的森林地区获得的。结果:通过采用下一代和第三代测序技术的组合,我们成功地重建了来自11个个体的线粒体M. M. helvetica的完整基因组,来自八个个体的Helvetica和来自所有tick的线粒体基因组。此外,我们可视化了Helvetica在tick器官和两个共生体的构造基因组代谢模型(GEM)中的位置,以研究其与生长相关的环境依赖性。我们的分析表明,线粒体和线粒体基因组之间存在很强的辅助性,表明频繁的母体传播。相比之下,helvetica和线粒体基因组之间不存在Cophyly,并在雌性的ini ricinus internis seminis中的存在,提高了helvetica的父亲传播的可能性。值得注意的是,除了rick a毒力基因外,发现Helvetica的遗传多样性非常低,在该基因中,在33nt-long重复的插入中的存在导致了显着的差异。但是,这种变化无法解释荷兰八个不同位置观察到的感染率的差异。结论:通过采用深层测序,可以直接从其宿主生物体中提取共生体的完整基因组和遗传数据变得可行。这种方法是一种强大的方法,可以使他们对其相互作用的新见解。我们的观察结果表明,R. helvetica的父亲传播是一种相对尚未开发的壁虱传播方式,需要通过实验研究进行验证。rick中鉴定出的遗传变异r。
蜂蜜蜜蜂是探测宿主的强大模型系统 - 近距离菌群相互作用,也是自然生态系统和农业的重要传粉媒介物种。虽然细菌生物传感器可以对宿主与其相关的菌群之间发生的复杂相互作用提供批判性的见解,但缺乏非侵入性的肠道含量进行采样的方法,以及对工程师Symbionts的有限遗传工具,到目前为止,它们在蜜蜂中的发展促成了它们的发展。在这里,我们构建了一个多功能分子工具套件,以基因修改共生体,并在蜜蜂中首次报告了一种用于采样其粪便的技术。我们将天然的蜜蜂肠道细菌snodgrassella alvi作为IPTG的生物传感器,其工程细胞通过表达荧光蛋白的表达来稳定地定居于蜜蜂蜜蜂的肠道,并以剂量依赖性的方式暴露于骨骼。我们表明可以在肠道组织中测量荧光读数或在粪便中无创测量。这些工具和技术将使工程细菌的快速建立能够回答宿主 - 近距离微生物群研究中的基本问题。
预印本(未通过同行评审认证)是作者/资助者。保留所有权利。未经许可就不允许重复使用。此版本的版权持有人于2024年2月26日发布。 https://doi.org/10.1101/2024.02.25.581913 doi:Biorxiv Preprint
北极陆地生态系统目前存储在地球高纬度地区的最大碳。在过去30年中,这些区域的温度水平的上升速度是全球平均水平的两倍,为每十年0.6℃(Cohen等,2014; Schuur等,2015)。这是一种强大的现象,称为北极扩增(Fengmin等,2019)。土壤微生物在将碳化合物转化为有机或无机化合物中起着重要作用,由于变暖,它们的代谢率提高。当微生物分解有机碳时,它们会释放温室气体(GHG),例如二氧化碳(CO 2),一氧化二氮(N 2 O)和甲烷(CH 4),导致全球气候变化(Mehmood等人,2020年,2020年; Marushchak等人,2021年)。在过去的800,000年中,大气二氧化碳,N2O和CH4的水平显着增加。CO 2的目前水平为390.5份百万分之390.5份,n 2 O的零件为390.5份(ppb),CH 4分别为1,803.2 ppb,这些水平分别为40、20、20和150%,比工业时代之前(Tian et et an e an and an an and an and and an and and and and and and and and and and and and and and and and and and and and and and。ch 4,仅次于CO 2之后的第二大最重要的温室气体,占自工业前时代以来变暖剂的人为辐射强迫的20%。此外,CH 4的温室作用是100年内CO 2的28倍(Tian等,2016; Ganesan等,2019; Hui等,2020)。在2000年至2017年之间的生物地球化学模型和大气反转估计,CH 4排放量为15至50 tg/yr(Saunois等,2016,2020)。在2000年至2017年之间的生物地球化学模型和大气反转估计,CH 4排放量为15至50 tg/yr(Saunois等,2016,2020)。由于北极扩增,全球气候变化将导致北极土壤变暖和CH 4排放。然而,尚未发现变暖对CH 4释放的影响,从而导致气候变化。微生物代谢过程长期以来一直是对气候变化的关键驱动因素和反应者(Singh等,2010)。根据研究发现,不同的土壤微生物通过与微生物组成相关的不同代谢途径产生温室气体,从而提高了对温室气体排放的理解。例如,大多数土壤微生物通过分解和异养呼吸对CO 2排放产生了巨大贡献(Watts等,2021)。类似于CO 2排放,生物CH 4的排放受土壤微生物甲烷生成和CH 4氧化的控制,来自土壤,湖泊和其他陆地陆地,尤其是北极土壤(Nazaries等,2013; Tveit et al。微生物甲烷生成是一组厌氧甲烷古细菌进行的过程(Song等,2021)。虽然其他微生物可以分解CH 4,从而减少CH 4向大气中的释放,但微生物甲烷发生对全球CH 4排放造成了很大的贡献,并且了解其对变暖时间的反应至关重要,这对于预测有效的温室气体和气候变化之间的反馈(Lee等人,2012年; Chen等,2020年)。此外,预计在按年来衡量的长期变暖的情况下,微生物组成将发生变化(Deslippe等,2012; Pold等,2021; Zosso等,2021; Rijkers等,2022; Zhou等,2023)。同时,生物CH 4排放也是由于长期微生物发酵而变暖引起的(Altshuler等,2019; Hui等,2020; Zhang等,2021)。但是,气候变化是一个过程
。CC-BY-NC 4.0 国际许可,根据 (未经同行评审认证)提供,是作者/资助者,他已授予 bioRxiv 永久展示预印本的许可。它是此预印本的版权持有者,此版本于 2023 年 5 月 25 日发布。;https://doi.org/10.1101/2023.03.24.534093 doi:bioRxiv 预印本
摘要 珊瑚的生态成功归功于它们与甲藻 (Symbiodiniaceae) 的共生关系。虽然人们对热应激对这种共生关系的负面影响进行了深入研究,但对热应激如何影响共生关系的开始和共生体特异性的研究较少。在这项工作中,我们使用模型海葵 Exaiptasia diaphana (通常称为 Aiptasia) 及其本地共生体 Breviolum minutum 来研究热应激对藻类对 Aiptasia 的定殖以及藻类细胞表面糖组的影响。热应激导致藻类对 Aiptasia 的定殖减少,这并不是由于藻类运动或氧化应激等混杂变量造成的。利用质谱分析和凝集素染色,我们鉴定出热诱导的聚糖富集(以前发现与自由生活的藻类菌株有关,高甘露糖苷聚糖),同时鉴定出与共生藻类菌株有关的聚糖(半乳糖基化聚糖)减少。我们还鉴定出特定唾液酸聚糖的差异富集,尽管它们在这种共生关系中的作用仍不清楚。我们还讨论了用于分析藻类细胞表面糖组的方法,评估了当前的局限性,并为藻类-珊瑚糖生物学的未来工作提供了建议。总体而言,这项研究深入了解了压力如何通过改变共生生物伙伴的糖组来影响刺胞动物与其藻类共生体之间的共生关系。